新型接觸網(wǎng)腕臂組裝工具

研制接觸網(wǎng)新型腕臂組裝工具上海鐵路局上海高鐵維修段滬寧車間供電QC小組目錄……………前言…小組簡介選擇課題3設(shè)定目標(biāo)及可行性分析4提出方案&確立最佳方案5制定對策6對策實(shí)施效果檢查總結(jié)和下一步打算標(biāo)準(zhǔn)化1

截止2015年底，我國高速鐵路運(yùn)營里程達(dá)到了1.9萬公里，占據(jù)了世界高速鐵路總運(yùn)營里程的60%以上。中國高速鐵路引領(lǐng)著全世界高速鐵路的發(fā)展。隨著高速鐵路的快速發(fā)展，高速鐵路日常的養(yǎng)修維護(hù)作業(yè)顯得格外重要。在高速鐵路養(yǎng)修維護(hù)作業(yè)中，安全、高效、新型的作業(yè)工機(jī)具，實(shí)用而具有創(chuàng)新性的作業(yè)方法對于高速鐵路的發(fā)展日益重要。上海鐵路局上海高鐵維修段，承擔(dān)著長三角滬寧、滬杭、寧杭三條重要高鐵線路基礎(chǔ)設(shè)施的養(yǎng)護(hù)維修任務(wù)。其中，供電專業(yè)養(yǎng)護(hù)維修任務(wù)里程高達(dá)700公里。為了保證供電的安全與穩(wěn)定，供電專業(yè)在日常作業(yè)中，結(jié)合現(xiàn)場情況，在原有的施工工藝與作業(yè)流程上，進(jìn)行了大膽的創(chuàng)新。

前言背景2小組簡介表QC小組名稱上海高鐵維修段滬寧車間供電QC小組成立日期2013.01小組注冊日期2013.03注冊號2013-GD-01課題名稱研制接觸網(wǎng)新型腕臂組裝工具小組類型創(chuàng)新型活動起始日期2015.01本課題注冊日期2015.03小組成員概況序號姓名性別文化程度職稱組內(nèi)分工1徐皓男本科工程師組長2李翔男本科工程師副組長3鄧婕女本科工程師副組長4江開春男研究生助理工程師組員5崔中一男研究生助理工程師組員6戴澤浩男本科助理工程師組員7胡懷洲男大專高級工組員8徐思女本科助理工程師組員學(xué)習(xí)情況人均接受QC教育超過90小時(shí)小組歷年獲獎情況2014年高鐵供電安全工器具存儲研究與管理實(shí)踐上海局一等獎2015年非支錨支定位卡子銹蝕的預(yù)防和整治上海局一等獎小組結(jié)構(gòu)：職稱：工程師3人，助理工程師4人，技師1人。學(xué)歷：大專1人，本科5人，研究生2人小組簡介車間主任徐皓

江開春副組長鄧婕崔中一胡懷洲戴澤浩徐思副組長李翔3選擇課題選擇課題原因腕臂，是接觸網(wǎng)支撐裝置，它通過絕緣子固定在支柱上，實(shí)現(xiàn)對定位裝置的固定。目前腕臂組裝普遍采取的方法是平面組裝。隨機(jī)抽取10名接觸網(wǎng)工進(jìn)行傳統(tǒng)平面腕臂組裝，4人按照要求完成腕臂組裝，6人安裝不符合標(biāo)準(zhǔn)。選擇課題傳統(tǒng)腕臂組裝統(tǒng)計(jì)分析：對錯(cuò)誤的項(xiàng)目進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，得到下列結(jié)果：項(xiàng)目查新：中國及多國專利審查信息網(wǎng)查重，未發(fā)現(xiàn)腕臂組裝的相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道。選擇課題4設(shè)定目標(biāo)設(shè)定目標(biāo)及可行性分析40%現(xiàn)狀目標(biāo)90%21分鐘6分鐘現(xiàn)狀目標(biāo)腕臂裝配一次合格率腕臂組裝時(shí)間可行性分析：

徹底解決了度量不準(zhǔn)、零部件裝斜、部件裝反、組裝不同面的問題。預(yù)留10%不可控出錯(cuò)?？尚行苑治觯含F(xiàn)在的裝配時(shí)間=備料+腕臂組裝+力矩緊固=5+12+4=21分鐘預(yù)估新型工具裝配時(shí)間=備料+腕臂組裝+力矩緊固

=1+3+2=6分鐘5提出最佳方案&確立最終方案1、提出各種方案設(shè)計(jì)一種腕臂組裝裝置，考慮其使用方便，縮短腕臂組裝時(shí)間，提高腕臂組裝的準(zhǔn)確性，該裝置在產(chǎn)品材料上考慮光滑，耐腐蝕，耐磨耗，底座穩(wěn)定等特殊要求。各方案具體技術(shù)要求為：（1）高韌性、防腐蝕，重量輕，壽命不少于5年;（2）滑道光滑，裝置移動阻尼小，調(diào)節(jié)方便；（3）各部件焊接良好，不會脫落，保證裝置的完整性;（4）整體安裝拆卸操作方便，不增加工作量；（5）裝置定位部分保持平行，保證上、下腕臂的相對空間位置。提出最佳方案&確立最終方案方案1固定支架方案一：立面腕臂組裝設(shè)備主體模型，主體結(jié)構(gòu)不可調(diào)，針對特定尺寸腕臂組裝。

該方案不能充分利用立體空間，局限性大，支架不可調(diào)節(jié)，不能滿足現(xiàn)場需要。提出最佳方案&確立最終方案方案2可調(diào)式支架方案二：主體可調(diào)，中間加入可調(diào)L型支架，可針對不同尺寸腕臂完成組裝。方案二尺寸可調(diào)、靈活性高、現(xiàn)場可用性高。

針對腕臂的尺寸結(jié)構(gòu)，考慮設(shè)計(jì)的裝置能夠滿足最廣泛的應(yīng)用需求，同時(shí)減輕組裝人員的身體負(fù)擔(dān)，提高組裝準(zhǔn)確度，現(xiàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)立面腕臂組裝裝置。該工具將上、下腕臂空間張開，開孔處兩根腕臂保持平行；各個(gè)零部件分裝在腕臂的相應(yīng)位置，豎直向下，方便加載力矩，提高了組裝準(zhǔn)確度；裝置占地面積小，組裝過程中使用的各個(gè)工具集中擺放在一起，方便使用，提高組裝效率；

可移動“L”型支架用于依據(jù)平腕臂的具體尺寸進(jìn)行滑動調(diào)節(jié)?？梢苿友b置底座可以依據(jù)整體腕臂的空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整。上述兩個(gè)調(diào)節(jié)部分提高了設(shè)計(jì)裝置的通用性。整體設(shè)計(jì)初步達(dá)到了前期預(yù)設(shè)目標(biāo)。提出最佳方案&確立最終方案經(jīng)小組討論，該裝置的“L”型支架裝上平腕臂后會出現(xiàn)卡滯現(xiàn)象。當(dāng)固定平腕臂后，“L”型支架豎邊易產(chǎn)生變形，繼而影響支架貼片與水平滑道的滑動狀態(tài)，增加摩擦阻力，影響組裝效率。提出最佳方案&確立最終方案方案3立面腕臂組裝設(shè)備優(yōu)化設(shè)計(jì)圖方案三：立面腕臂組裝設(shè)備優(yōu)化設(shè)計(jì)，對“L”型支架進(jìn)行改進(jìn)。QC小組深入思考，決定采取三角形穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，加裝一段斜撐。三角形結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，受力均勻，基本解決了支架豎邊“l(fā)”變形的問題。提出最佳方案&確立最終方案（4）方案技術(shù)指標(biāo)對比針對以上三種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，小組成員從實(shí)用性和加工難度等方面對個(gè)方案進(jìn)行了優(yōu)缺點(diǎn)比較，如下表所示：方案方案一方案二方案三結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式固定支架組裝工具設(shè)計(jì)立面腕臂組裝工具設(shè)計(jì)立面腕臂組裝工具優(yōu)化設(shè)計(jì)方案分析與平面組裝相比，單邊支撐裝置設(shè)計(jì)將腕臂結(jié)構(gòu)初步放入空間內(nèi)進(jìn)行組裝。實(shí)現(xiàn)空間組裝，主體可調(diào)，中間加入可調(diào)L型支架，可針對不同尺寸腕臂完成組裝。針對方案二中的“L”型支架卡滯問題，增加了斜撐，使得腕臂調(diào)整更加方便，提高了裝置穩(wěn)定性的同時(shí)，提升了組裝效率。實(shí)用性優(yōu)點(diǎn)：腕臂組裝快，組裝質(zhì)量高，裝置簡單。缺點(diǎn)：空間利用率低，安裝精度不高，人員組裝不便利。優(yōu)點(diǎn)：占地面積小、工機(jī)具集中使用、零部件緊固方便且準(zhǔn)確、腕臂度量準(zhǔn)確，重要零部件裝錯(cuò)率大大降低、大幅度降低組裝的時(shí)間。缺點(diǎn)：“L”型支架卡滯。優(yōu)點(diǎn)：占地面積小、工機(jī)具集中使用、零部件緊固方便且準(zhǔn)確、腕臂度量準(zhǔn)確，重要零部件裝錯(cuò)率大大降低、大幅度降低組裝的時(shí)間，提高了組裝成功率、設(shè)備穩(wěn)定性高、低磨損。缺點(diǎn)：無。加工難易性尺寸要求高，加工難度低。加工時(shí)間6個(gè)小時(shí)尺寸要求高，加工難度高。加工時(shí)間30個(gè)小時(shí)尺寸要求高，加工難度高。加工時(shí)間32個(gè)小時(shí)成本450元/個(gè)800元/個(gè)850元/個(gè)選定方案否否是提出最佳方案&確立最終方案通過優(yōu)、缺點(diǎn)對比，小組和專家一起從實(shí)用性、穩(wěn)定性、加工難易性、安裝簡易性、攜帶輕便性、成本經(jīng)濟(jì)性六個(gè)方面對比，最終選擇方案三。固定支架腕臂工具設(shè)計(jì)立面腕臂組裝工具優(yōu)化設(shè)計(jì)接觸網(wǎng)新型腕臂組裝工具最佳方案選擇圖立面腕臂組裝工具設(shè)計(jì)提出最佳方案&確立最終方案2.材料比選2015年5月中旬，小組成員展開討論，針對立面腕臂組裝設(shè)備使用廣泛、環(huán)境較為惡劣的室外高鐵線路及線路旁邊，材料需具有耐老化、抗高溫、抗嚴(yán)寒、壽命長等特點(diǎn)，我們對該裝置以下部分的材料進(jìn)行了選擇：（1）底座部分材料選擇（2）滑道部分材料選擇（3）“L”型支架部分材料選擇提出最佳方案&確立最終方案（1）底座部分材料選擇：底座以及底座上的開、閉口U型環(huán)要承擔(dān)該裝置以及腕臂的重量，所以底座的材料應(yīng)具備抗壓，機(jī)械強(qiáng)度高的特點(diǎn)，同時(shí)底座還兼顧整個(gè)裝置組裝過程中的穩(wěn)定性、攜帶的便攜性等特點(diǎn)，最終QC小組成員研究決定全部選擇不銹鋼材質(zhì)。提出最佳方案&確立最終方案（2）滑道部分材料選擇：

滑道要根據(jù)腕臂長短來調(diào)節(jié)兩底座的寬度，所以要求滑道的材質(zhì)要耐腐蝕，柔韌性高，阻尼系數(shù)小等特點(diǎn)，最終QC小組成員研究決定選擇鋁合金材質(zhì)。

提出最佳方案&確立最終方案（3）“L”型支架部分材料選擇：“L”型支架要直接在水平滑道上移動，同時(shí)要承擔(dān)平腕臂的重量，所以要求“L”型支架的材料耐腐蝕，柔韌性高，阻尼系數(shù)小等特點(diǎn)，最終QC小組成員研究決定選擇的鋁合金材質(zhì)。6制定對策對策表設(shè)計(jì)方案確定后，小組制定了實(shí)施對策：

序號項(xiàng)目對策目標(biāo)措施負(fù)責(zé)人完成日期1結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)根據(jù)選定方案設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)尺寸圖能滿足1.5m-2.5m多種型號的腕臂組裝需求（1）總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；（2）角度尺寸設(shè)計(jì)確定。徐皓李翔江開春2015.1-2015.32加工組裝按照設(shè)計(jì)要求委托廠家加工生產(chǎn)符合設(shè)計(jì)圖紙尺寸要求，準(zhǔn)確率100%（1）聯(lián)系具備生產(chǎn)資質(zhì)的廠家；（2）提供產(chǎn)品需求書；（3）及時(shí)與廠家聯(lián)系，優(yōu)化方案；（4）驗(yàn)收產(chǎn)品。崔中一胡懷洲戴澤浩2015.4-2015.63現(xiàn)場試驗(yàn)進(jìn)行穩(wěn)定性等方面測試零部件組裝位置準(zhǔn)確、結(jié)構(gòu)穩(wěn)固（1）現(xiàn)場對安裝過程進(jìn)行試驗(yàn)；（2）現(xiàn)場對固定架的穩(wěn)定性、水平位置的保持性進(jìn)行試驗(yàn)。鄧婕徐思崔中一2015.7-2015.94上道試驗(yàn)進(jìn)行上道試驗(yàn)滿足天窗修作業(yè)現(xiàn)場環(huán)境要求（1）選點(diǎn)進(jìn)行多人多點(diǎn)試驗(yàn)。（2）做好試驗(yàn)情況記錄，分析改進(jìn)。鄧婕徐皓李翔江開春2015.107對策實(shí)施2015年1月-3月，徐皓、李翔、江開春經(jīng)過多次現(xiàn)場勘查和測量，最終確定的總體結(jié)構(gòu)及尺寸設(shè)計(jì)如下。

新型接觸網(wǎng)腕臂組裝工具結(jié)構(gòu)示意圖1.結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)2.加工組裝

加工完成后新型接觸網(wǎng)腕臂組裝工具實(shí)物圖2015年4月-6月，崔中一、胡懷洲、戴澤浩在常州聯(lián)系廠家加工零部件，經(jīng)過組裝，實(shí)物如下。（1）準(zhǔn)備工作

現(xiàn)場工器具擺放圖3.現(xiàn)場試驗(yàn)（2）腕臂現(xiàn)場組裝圖

3.現(xiàn)場試驗(yàn)組裝過程局部圖片3.現(xiàn)場試驗(yàn)（3）緊固需要對正部件作業(yè)圖組裝完成圖

3.現(xiàn)場試驗(yàn)經(jīng)過小組成員的共同努力，在2015年8月，立面腕臂組裝工具終于成功研制完成。準(zhǔn)備工作：腕臂組裝所需材料工具、新型接觸網(wǎng)腕臂組裝支架腕臂組裝：將腕臂放在組裝支架上，各零部件逐一組裝完成組裝：緊固力矩，組裝完成立面腕臂組裝流程圖2015年度下半年，因維修原因，常州站9道、10道暫時(shí)封閉，因此小組選定常州站作為上道試驗(yàn)的地點(diǎn)。10月8日天窗，小組利用研制的新工具在9道21號桿接觸網(wǎng)鋼柱進(jìn)行了腕臂組裝、吊裝試驗(yàn)，組裝用時(shí)3分57秒，組裝度量準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)符合規(guī)范，順利吊起安裝，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。4.上道試驗(yàn)8傳統(tǒng)腕臂組裝PK利用新型腕臂組裝工具組裝腕臂

我們隨機(jī)抽取10名接觸網(wǎng)工利用新型腕臂組裝支架進(jìn)行腕臂組裝，10人按照要求完成腕臂組裝，準(zhǔn)確率100%，安裝平均時(shí)間4分鐘。

效果檢查匯總

姓名度量不準(zhǔn)（處）零部件裝斜（處）承力索底座裝反雙套筒連接器裝反結(jié)構(gòu)高度不準(zhǔn)組裝不在同一平面裝配時(shí)間（分鐘）錢云峰00否否否否3任永太00否否否否3鄭興磊00否否否否5徐祥00否否否否7孫文杰00否否否否5從尤亮00否否否否3張曉軍00否否否否6梁康00否否否否3余航00否否否否3唐華00否否否否3一次安裝合格率100%平均時(shí)間4.1

新型腕臂組裝設(shè)備與傳統(tǒng)腕臂組裝錯(cuò)誤率設(shè)備對照如下：效果檢查傳統(tǒng)腕臂組裝10人腕臂組裝一次合格率腕臂組裝精準(zhǔn)度提高，安裝一次性裝配合格率由改造前40%上升至改造后100%。腕臂組裝一次合格率40%90%改造前100%目標(biāo)改造后實(shí)現(xiàn)目標(biāo)腕臂組裝時(shí)間腕臂組裝時(shí)間縮短，從原來的平均21分鐘縮短到平均6分鐘。實(shí)現(xiàn)目標(biāo)腕臂組裝時(shí)間21分鐘6分鐘改造前4分鐘目標(biāo)改造后經(jīng)濟(jì)效益經(jīng)濟(jì)